DE102008038746A1

DE102008038746A1 - Tankentlüftungssystem für Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE102008038746A1
Application number: DE102008038746A
Authority: DE
Inventors: Michaelm Dr. Maurer; Stephan Ramatschi
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2008-08-12
Filing date: 2008-08-12
Publication date: 2010-02-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Tankentlüftungssystem für Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen mit einem Kraftstofftank, mit einem mit dem Kraftstofftank verbundenen Speicherbehälter zum Speichern von im Kraftstofftank entstehendem Kraftstoffdampf und mit einem mittels eines elektronischen Steuergeräts ansteuerbaren Tankentlüftungsventil zum bedarfsweisen Zuführen des Kraftstoffdampfes aus dem Speicherbehälter in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine. Das elektronische Steuergerät ist derart ausgestaltet, dass folgende Verfahrensschritte ausführbar sind: - Ausgeben eines Ansteuersignals zum Öffnen des Tankentlüftungsventils um einen vorgegebenen Öffnungsgrad, - zylinderindividuelle Erfassung der Änderung des Kurbelwellenwinkels der Brennkraftmaschine, - Ermittlung der zylinderindividuellen Drehmomenterhöhung aus der zylinderindividuell ermittelten Änderung des Kurbelwellenwinkels innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters nach dem Ausgeben des Ansteuersignals und - Ermittlung eines aktuellen Beladungsgrades des Speicherbehälters aus der Summe der ermittelten zylinderindividuellen Drehmomenterhöhungen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tankentlüftungssystem für Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiges Tankentlüftungssystem ist beispielsweise aus der DE 199 13 440 A1 bekannt, das insbesondere für Überdruck im Tank ausgelegt ist.
Um im Kraftstofftank entstehende Kraftstoffdämpfe nicht in die Umgebung austreten zu lassen, werden diese bei den bekannten Systemen in einem Speicherbehälter, insbesondere einem Aktivkohlefilter, gebunden. In bestimmten Betriebspunkten der Brennkraftmaschine wird der Speicherbehälter rückgespült. Dabei wird Umgebungsluft durch den Aktivkohlefilter in den Ansaugtrakt gesaugt. Die dann mit Kraftstoffdämpfen beladene Luft wird der Brennkraftmaschine zugeführt. Das Rückspülen wird mit Hilfe des Saugrohrunterdrucks durchgeführt.
Der Vorgang des Rückspülens wird insbesondere während bestimmter Betriebspunkte der Brennkraftmaschine durchgeführt. So ist beispielsweise während des Volllastbetriebs keine effektive Rückspülung möglich, da nur geringer Saugrohrunterdruck zur Spülung vorhanden ist.
Für die störungsfreie Verbrennung in Verbindung mit aktiver Spülung des Speicherbehälters ist die Ermittlung des Beladungsgrades des Speicherbehälters erforderlich. Hierzu wird nach dem Stand der Technik das Lambdasondensignal ausgewertet, anhand dessen die Kraftstoffdampfkonzentration ermittelt werden kann.
Insbesondere bei magerbetriebenen Ottomotoren können bereits kleinste Kraftstoffmengenschwankungen zu spürbaren Auswirkungen auf das Drehmoment führen. Hierfür ist die Lambdasondenauswertung zur Beladungsgradermittlung nicht ausreichend geeignet, da diese die für die Steuerung des Tankentlüftungsventils notwendige Information zu spät liefert.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Tankentlüftungssystem eingangs genannter Art derart zu verbessern, dass bei einem Tankentlüftungsvorgang spürbare Drehmomentschwankungen rechtzeitig vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Die Erfindung betrifft ein Tankentlüftungssystem für Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen mit einem Kraftstofftank, mit einem mit dem Kraftstofftank verbundenen Speicherbehälter zum Speichern von im Kraftstofftank entstehendem Kraftstoffdampf und mit einem mittels eines elektronischen Steuergeräts ansteuerbaren Tankentlüftungsventil zum bedarfsweisen Zuführen des Kraftstoffdampfes aus dem Speicherbehälter in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine. Erfindungsgemäß ist das elektronische Steuergerät derart ausgestaltet, dass folgende Verfahrensschritte ausführbar sind:

– Ausgeben eines Ansteuersignals zum Öffnen des Tankentlüftungsventils um einen vorgegebenen Öffnungsgrad,
– zylinderindividuelle Erfassung der Änderung des Kurbelwellenwinkels der Brennkraftmaschine insbesondere durch zähneweise Erfassung des Kurbelwellenwinkels mittels des in Brennkraftmaschinen üblicherweise ohnehin vorhandenen Kurbelwellenwinkelsensors
– Ermittlung der zylinderindividuellen Drehmomenterhöhung aus der zylinderindividuell ermittelten Änderung des Kurbelwellenwinkels innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters nach dem Ausgeben des Ansteuersignals und
– Ermittlung eines aktuellen Beladungsgrades des Speicherbehälters aus der Summe der ermittelten zylinderindividuellen Drehmomenterhöhungen.

Nach Ermittlung des Beladungsgrades gemäß der Erfindung kann abhängig davon das Tankentlüftungsventil in bekannter Weise angesteuert werden.
In der Zeichnung ist ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die einzige Figur zeigt die für das erfindungsgemäße Tankentlüftungssystem erforderlichen Komponenten.
Die Figur zeigt schematisch ein Tankentlüftungssystem für eine Brennkraftmaschine 1 in einem nicht näher dargestellten Kraftfahrzeug mit Einspritzventilen 7, mit einem Kraftstofftank 3, mit einem mit dem Kraftstofftank verbundenen Speicherbehälter 4 beispielsweise in Form eines Aktivkohlefilters zum Speichern von im Kraftstofftank entstehendem Kraftstoffdampf und mit einem mittels eines elektronischen Steuergeräts 6 ansteuerbaren Tankentlüftungsventil 5 zum bedarfsweisen Zuführen des Kraftstoffdampfes aus dem Speicherbehälter 4 in den Ansaugtrakt 2 der Brennkraftmaschine 1. Im elektronischen Steuergerät 6 ist ein Software-Programmteil zur Ermittlung des Beladungsgrades des Speicherbehälters 4 vorgesehen. Das Steuergerät 6 ist vorzugsweise ein ohnehin zur Steuerung der Brennkraftmaschine 1 üblicherweise verwendeten Motorsteuergerät mit verschiedenen Eingangssignalen E und Ausgangssignale zur Ansteuerung der Aktuatoren einer Brennkraftmaschine.
Das elektronische Steuergerät 6 ist insbesondere durch einen entsprechenden Software-Programmteil derart ausgestaltet, dass damit folgende Verfahrensschritte ausführbar sind:

– Ausgeben eines Ansteuersignals TE zum Öffnen des Tankentlüftungsventils 5 um einen vorgegebenen Öffnungsgrad,
– zylinderindividuelle Erfassung der Änderung des Kurbelwellenwinkels KW der Brennkraftmaschine 1 durch zähneweise Erfassung des Kurbelwellenwinkels KW mittels des in Brennkraftmaschinen üblicherweise ohnehin vorhandenen Kurbelwellenwinkelsensors,
– Ermittlung der zylinderindividuellen Drehmomenterhöhung dM aus der zylinderindividuell ermittelten Änderung des Kurbelwellenwinkels KW innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters Δt nach dem Ausgeben des Ansteuersignals TE und
– Ermittlung eines aktuellen Beladungsgrades des Speicherbehälters 4 aus der Summe der ermittelten zylinderindividuellen Drehmomenterhöhungen dM.

Vorzugsweise wird zur Ermittlung der Drehmomenterhöhung dM ein bereits vorhandenes Laufunruheermittlungsmodul zur Ermittlung der Verbrennungsgüte verwendet.
Vorzugsweise können die zylinderindividuellen Drehmomenterhöhungen dM auch zur zylinderselektiven Einspritzkorrektur verwendet werden, wobei die Einspritzventile 7 in einer Kraftstoff reduzierenden Weise vom Steuergerät 6 angesteuert werden, wenn die Drehmomenterhöhung dM eine vorgegebene Schwelle überschreitet. Das Tankentlüftungsventil 5 ist beispielweise ein elektrisch steuerbares Ventil, dessen Ansteuersignal TE ein pulsweitenmoduliertes Signal ist, wobei der vorgegebene Öffnungsgrad einem definierten Puls-Pausenverhältnis entspricht.
Die zylinderselektive Auswertung der Kurbelwellenschwankungen dKW/dt bzw. Drehmomenterhöhungen dM für die Beladungsgradermittlung kann beispielweise zur Plausibilitätsüberwachung oder für Korrekturmaßnahmen des Lambdasignals λ auch mit der bekannten Beladungsgradermittlung über das Lambdasignal λ kombiniert werden. Auch kann die erfindungsgemäße Beladungsgradermittlung nur zu definierten Betriebsbedingungen durchgeführt werden, beispielsweise vorrangig im Leerlauf oder im Magerbetrieb.
Durch die Erfindung werden eine höhere Genauigkeit und eine schnellere Auswertbarkeit des Beladungsgrades erreicht. Durch die höhere Genauigkeit in der Beladungsgradermittlung können höhere Spülraten des Speicherbehälters 4 gefahren werden. Durch die Erfindung muss bei Magermotoren der verbrauchsgünstige Magerbetrieb nicht mehr verlassen werden, um ausreichend Spülluft zur Verfügung stellen zu können. Durch die schnelle direkte Erkennung auch kleinster Kraftstoffmengen im Tankentlüftungsgas durch Auswertung der Drehmomenterhöhung werden für den Fahrer spürbare Fahrverhaltenseinflüssen durch die Tankentlüftung vermieden. Durch die zylinderindividuelle Beladungsgradermittlung und gegebenenfalls Einspritzkorrektur wird der Komfort erhöht. Schließlich ist die erfindungsgemäße Beladungsgradermittlung frei von Alterungseinflüssen und Störungen, die auf das Lambdasignal wirken. Wie aus der Figur ersichtlich, lässt das üblicherweise verwendete Lambdasignal λ zur Beladungsgradermittlung nur sehr verzögert und nur indirekt Rückschlüsse auf den Beladungsgrad des Speicherbehälters 4 zu.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19913440 A1 [0002]

Claims

Tankentlüftungssystem für Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen mit einem Kraftstofftank (3), einem mit dem Kraftstofftank verbundenen Speicherbehälter (4) zum Speichern von im Kraftstofftank entstehendem Kraftstoffdampf und einem mittels eines elektronischen Steuergeräts (6) ansteuerbaren Tankentlüftungsventil (5) zum bedarfsweisen Zuführen des Kraftstoffdampfes aus dem Speicherbehälter (4) in den Ansaugtrakt (2) der Brennkraftmaschine (1), dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Steuergerät (6) derart ausgebildet ist, dass folgende Verfahrensschritte ausführbar sind: – Ausgeben eines Ansteuersignals (TE) zum Öffnen des Tankentlüftungsventils (5) um einen vorgegebenen Öffnungsgrad, – zylinderindividuelle Erfassung der Änderung des Kurbelwellenwinkels (KW) der Brennkraftmaschine (1) – Ermittlung der zylinderindividuellen Drehmomenterhöhung (dM) aus der zylinderindividuell ermittelten Änderung des Kurbelwellenwinkels (KW) innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters (Δt) nach dem Ausgeben des Ansteuersignals (TE) und – Ermittlung eines aktuellen Beladungsgrades des Speicherbehälters (4) aus der Summe der ermittelten zylinderindividuellen Drehmomenterhöhungen (dM).
Tankentlüftungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zylinderindividuellen Drehmomenterhöhungen (dM) zur zylinderselektiven Einspritzkorrektur verwendet werden.
Tankentlüftungssystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Drehmomenterhöhung (dM) ein bereits vorhandenes Laufunruheermittlungsmodul zur Ermittlung der Verbrennungsgüte verwendet wird.
Tankentlüftungssystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dass Tankentlüftungsventil (5) ein elektrisch steuerbares Ventil ist, dessen Ansteuersignal (TE) ein pulsweitenmoduliertes Signal ist, wobei der vorgegebene Öffnungsgrad einem definierten Puls-Pausenverhältnis entspricht.